UNIVERSITAS INDONESIA

TUGAS

PERUBAHAN IKLIM DAN REKAYASA LINGKUNGAN

AGNES FERINNA

0906551451

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

DEPOK

NOVEMBER 2013

1

Universitas Indonesia

1. TPA sebagai Pemicu Perubahan Iklim

Dengan adanya pertumbuhan penduduk yang masif serta urbanisasi, kuantitas

pembuangan limbah padat perkotaan (municipal solid waste) telah menjadi tantangan

lingkungan utama yang mempengaruhi masyarakat seluruh dunia (Bogner et al., 2007;

UNEP, 2009). Tempat Pembuangan Akhir merupakan kompartemen yang diperuntukkan

sebagai tempat penyimpanan akhir limbah padat untuk nantinya diolah ataupun tidak

diolah kembali. Sebagai kompartemen yang menimbun limbah padat dengan beban

yang sangat tinggi maka produksi gas TPA (landfill gas) juga akan semakin aktif.

Pembentukan gas TPA ini diakibatkan oleh adanya aktivitas mikroorganisme dalam

menguraikan sampah organik pada timbunan limbah padat tersebut.

Gas TPA (landfill gas) terdiri dari 45 – 55 % gas metana dan sisanya cenderung

merupakan gas karbon dioksida. Gas TPA tersebut juga mengandung berbagai jenis

kontaminan beracun yang lebih dikenal dengan istilah Non-Methane Organic

Compounds (NMOCs) serta kontaminan inorganik seperti merkuri. NMOCs pada

umumnya meliputi benzena, toluena, cloroform, vinil klorida dan karbon tetraklorida

dimana walaupun keberadaannya hanya dengan prosentase kadar 1 % pada emisi gas

TPA namun dampaknya tetap sangat berbahaya.

Di alam, metana diproduksi oleh ala dalam proses yang disebut metanogenesis.

Proses yang memiliki beberapa tahap ini digunakan oleh beberapa jenis mikroorganisme

sebagai sumber energi. Reaksi bersih dari proses metanogenesis ini adalah sebagai

berikut;

CO2 + 8 H+ + 8 e- CH4 + 2H2O

Tahapan akhir dari proses ini dikatalis oleh enzim metil-koenzim M reduktase.

Metanogenesis merupakan salah satu bentuk respirasi anaerob yang digunakan oleh

organisme yang menempati Tempat Pembuangan Akhir.

Gas metana merupakan salah satu gas rumah kaca yang memiliki potensi 20 kali

lebih tinggi dalam memerangkap panas dalam atmosfer bumi dibanding dengan karbom

dioksida (UK Environmental Agency, 2013). Dalam survey yang dilakukan di Inggris

diketahui bahwa beban emisi gas metana yang dihasilkan pada area TPA menempati

posisi kedua setelah tambang batu bara (UK Environmental Agency, 2013).

Gambar 1. Emisi Gas Metana dari berbagai Sumber

Sumber: UK Environmental Agency, 2013

2

Universitas Indonesia

Sedangkan untuk gas karbon dioksida yang juga tergolong dalam kelompok gas

rumah kaca tidak memiliki dampak pemanasan suhu udara setinggi gas metana. Namun,

jumlah emisi yang dihasilkan jauh lebih tinggi dibanding gas metana dimana menurut

IPCC Radiative Forcing Report (1996) karbon dioksida merupakan gas yang menempati

posisi utama yang memberi kontribusi dalam fenomena pemanasan global.

Kedua jenis gas ini merupakan kelompok gas rumah kaca yang berpotensi dalam

menyebabkan perubahan iklim. Gas metana dan karbon dioksida memiliki kemampuan

memerangkap radiasi sinar inframerah di udara dimana proses ini memang dibutuhkan

oleh kehidupan manusia untuk tetap berlangsung. Proses ini bermanfaat untuk

menaikkan suhu bumi dari -18°C menjadi 15°C sehingga kehidupan manusia dapat

berlangsung dengan baik. Namun, seiring dengan banyaknya emisi kedua gas tersebut

ke atmosfer maka kemampuan memerangkap radiasi inframerah di atmosfer semakin

terakumulasi yang pada akhirnya mengakibatkan kenaikan suhu udara drastis dan

perubahan iklim dalam skala global.

Gambar 2. Gas Rumah Kaca dan Potensi Pemanasannya

Sumber: IPCC Radiative Forcing Report, 1996

Gambar 3. Efek Rumah Kaca Sumber: http://www.co2crc.com.au/images/imagelibrary/gen_diag/greenhouseeffect_media.jpg

3

Universitas Indonesia

2. Upaya Pencegahan dan Reduksi Dampak TPA terhadap Perubahan Iklim

Untuk dapat mencegah dan mengurangi dampak perubahan iklim yang dipicu oleh

emisi gas metana dan karbon dioksida pada lahan TPA maka sebenarnya ada dua jenis

tindakan yang dapat dilakukan. Tindakan yang pertama adalah termasuk upaya ekstrim

untuk mengurangi beban limbah padat yang dihasilkan oleh masyarakat sehingga laju

penumpukan sampah pada TPA dapat terkontrol dan terkelola dengan baik sehingga

manajemen dekomposisi limbah dalam TPA dapat dimonitor juga dengan baik. Ketika

manajemen penanganan limbah dalam TPA dapat dikelola dengan baik maka aktivitas

skala mikroorganisme juga dapat diperhatikan sehingga produksi gas TPA pun tercatat

dan terpantau. Usaha yang dapat dilakukan adalah untuk mendaur ulang dan

implementasi konsep reduce, reuse dan recycle pada limbah padat serta melakukan

proses pengomposan sampah organik sehingga beban limbah padat yang masuk dapat

berkurang.

Upaya lainnya adalah dengan mengaplikasikan berbagai teknologi untuk menangkap

gas TPA tersebut terutama gas metana untuk nantinya dapat dimanfaatkan sebagai

bahan bakar gas alam. Metana adalah salah satu bahan bakar yang penting dalam

pembangkitan listrik dengan membakarnya dalam gas turbin atau pemanas uap. Jika

dibandingkan dengan bahan bakar fosil lainnya, pembakaran metana menghasilkan gas

karbon dioksida lebih sedikit untuk setiap satuan panas yang dihasilkan. Panas

pembakaran yang dihasilkan oleh gas metana adalah 891 kJ/mol. Jumlah panas ini lebih

sedikit dibandingkan dengan hidrokarbon lainnya, tapi jika dilihat rasio antara panas

yang dihasilkan dengan massa molekul metana (16 gram/mol), maka metana akan

menghasilkan panas per satuan massa (55,7 kJ/mol) yang lebih besar daripada jenis

hidrokarbon lainnya. Metana pada umumnya dimanfaatkan sebagai bahan baku

pemanas rumah dan dalam kebutuhan memasak melalui aliran dalam pipa yang lebih

dikenal dengan sebutan pipa gas alam. Oleh karena itu untuk memanfaatkan sampah

menjadi energi alternatif diperlukan suatu alat untuk menangkap gas metana yang

terkandung dalam sampah untuk dijadikan bio-gas seperti salah satu rangkaian alat yang

dirancang oleh Murjito (2010) untuk menangkap gas metana di TPA Supit Urang, Kota

Malang.

Gambar 4. Komponen-Komponen Penangkap Gas Metana pada Sampah untuk Bio-Gas

Sumber: Murjito, 2010